JP2000265827A - Engine exhaust emission control device - Google Patents
Engine exhaust emission control deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気浄化装置
に関し、特に、触媒の昇温制御を行う排気浄化装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an engine, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus for controlling a temperature rise of a catalyst.
【０００２】[0002]
【従来の技術】排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収ある
いは脱離を行うＮＯｘ吸収剤を備えたエンジンの排気浄
化装置が知られている。2. Description of the Related Art There is known an exhaust gas purifying apparatus for an engine provided with a NOx absorbent for absorbing or desorbing NOx according to the air-fuel ratio of exhaust gas.
【０００３】このＮＯｘ吸収剤は、エンジンをリーン空
燃比で運転したときに排気中に含まれるＮＯｘを吸収す
る一方で、エンジンの運転がストイキないしリッチ空燃
比に切り替えられると吸収したＮＯｘを脱離させるもの
であり、脱離したＮＯｘは排気中のＨＣ、ＣＯなどの還
元成分によって浄化される。This NOx absorbent absorbs NOx contained in exhaust gas when the engine is operated at a lean air-fuel ratio, and desorbs the absorbed NOx when the operation of the engine is switched to a stoichiometric or rich air-fuel ratio. The desorbed NOx is purified by reducing components such as HC and CO in the exhaust gas.
【０００４】ところで、燃料や潤滑油中には硫黄分が含
まれているため、例えばリーン空燃比での運転が長時間
続くと、排気中のＳＯｘ（硫黄酸化物）がＮＯｘ吸収剤
に堆積し、いわゆる硫黄被毒が進行する。この硫黄被毒
の進行はＮＯｘの吸収能力を低下させ、排気組成の悪化
につながるため、硫黄被毒を解除するための方策が各種
試みられている。[0004] By the way, since sulfur is contained in fuel and lubricating oil, SOx (sulfur oxide) in exhaust gas accumulates in the NOx absorbent when the operation at a lean air-fuel ratio is continued for a long time, for example. So-called sulfur poisoning proceeds. Since the progress of sulfur poisoning lowers the NOx absorption capacity and leads to deterioration of exhaust gas composition, various measures have been attempted to eliminate sulfur poisoning.
【０００５】例えば、特開平10-54274号では、ＮＯｘ吸
収型の触媒が排気中のＳＯｘを吸収してＮＯｘ吸収能力
が低下したときには、所定期間意図的にリーン失火を発
生させて排気浄化装置に未燃の燃料を供給し、この燃料
が排気浄化装置内で燃焼するときの熱により、あるい
は、点火時期を遅角させて排気温度を上昇させることに
より排気浄化装置の温度を上昇させ、排気浄化装置に堆
積したＳＯｘを放出させている。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-54274, when a NOx absorption type catalyst absorbs SOx in exhaust gas and the NOx absorption capacity is reduced, a lean misfire is intentionally generated for a predetermined period to cause the exhaust gas purification apparatus to perform a lean misfire. The temperature of the exhaust gas purification device is increased by supplying unburned fuel and increasing the temperature of the exhaust gas by heat generated when the fuel burns in the exhaust gas purification device or by delaying the ignition timing to increase the exhaust gas temperature. SOx deposited on the device is released.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
この従来技術では、排気浄化装置の温度を上昇させる際
に通常とは異なる状態（失火の発生、点火時期の遅角）
でエンジンを運転するので、この間はエンジンの運転性
が悪化する可能性があった。また、失火によりエンジン
出力が低下するので、通常時と同じエンジン出力を発生
させるためには、燃料を余計に供給する必要が生じ、燃
費も悪化する。[Problems to be solved by the invention]
In this conventional technique, when the temperature of the exhaust gas purification device is raised, an unusual state (misfire, ignition timing retard)
Since the engine is operated at this time, the operability of the engine may be deteriorated during this time. Further, since the engine output is reduced due to the misfire, it is necessary to supply an extra amount of fuel to generate the same engine output as in a normal state, and the fuel efficiency is also deteriorated.
【０００７】本発明は、上記従来技術の課題を鑑みてな
されたものであり、運転性や燃費を悪化させることなく
触媒温度を上昇させることが可能な排気浄化装置を提供
することを目的とする。[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of increasing the catalyst temperature without deteriorating the drivability and fuel efficiency. .
【０００８】[0008]
【問題点を解決するための手段】第１の発明は、エンジ
ンの排気浄化装置において、排気マニホールド直下の排
気通路に配置された排気浄化用触媒と、前記排気浄化用
触媒をバイパスするバイパス通路と、燃焼室から排出さ
れる排気の温度を検出する手段と、前記排気浄化用触媒
への排気の流入を制限する排気制御弁と、前記排気浄化
用触媒を昇温すべき条件を判断する昇温条件判断手段
と、前記浄化用触媒を昇温すべき条件が成立した場合に
前記排気制御弁による制限を緩和して前記排気浄化触媒
へ流入する排気量を増加させる手段とを備えたことを特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an engine, comprising: an exhaust gas purifying catalyst disposed in an exhaust passage immediately below an exhaust manifold; and a bypass passage for bypassing the exhaust gas purifying catalyst. Means for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber, an exhaust control valve for restricting the flow of exhaust gas to the exhaust gas purification catalyst, and a temperature rise for judging conditions for raising the temperature of the exhaust gas purification catalyst. Condition determining means; and means for increasing the amount of exhaust flowing into the exhaust purification catalyst by relaxing the restriction by the exhaust control valve when a condition for raising the temperature of the purification catalyst is satisfied. And
【０００９】第２の発明は、第１の発明において、排気
浄化用触媒が流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸
収と放出を行う作用を有する触媒であることを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the exhaust purification catalyst is a catalyst having an action of absorbing and releasing NOx in accordance with the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst.
【００１０】第３の発明は、第１の発明において、排気
浄化用触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判断
する手段を備え、前記昇温条件判断手段が吸収されたＳ
Ｏｘを放出すべき条件のときに前記浄化用触媒を昇温す
べき条件が成立したと判断することを特徴とする。[0010] In a third aspect based on the first aspect, there is provided means for judging a condition for releasing the SOx absorbed by the exhaust gas purifying catalyst, and the temperature-raising condition judging means includes a means for judging the absorbed Sx.
When the condition for releasing Ox is satisfied, it is determined that the condition for raising the temperature of the purifying catalyst is satisfied.
【００１１】第４の発明は、第１の発明において、排気
通路とバイパス通路の合流部より下流側の排気通路に第
２の排気浄化用触媒を設けたことを特徴とする。A fourth invention is characterized in that, in the first invention, a second exhaust purification catalyst is provided in an exhaust passage downstream of a junction of the exhaust passage and the bypass passage.
【００１２】[0012]
【作用及び効果】第１から第３の発明によると、通常運
転においても十分に高い排気温度が得られる排気マニホ
ールド直下に触媒（例えば、ＮＯｘ吸蔵還元型の三元触
媒）を配置したことにより、硫黄被毒の解除制御等で触
媒を昇温させる際には、排気制御弁によって触媒に流入
する排気量を調整するだけで触媒の温度を上昇させるこ
とができる。従来のように失火を発生させたり点火時期
を遅らせたりする必要はなく、昇温制御中もエンジンは
通常の運転を継続することができるので、運転性、燃費
が悪化することもない。According to the first to third aspects of the present invention, a catalyst (for example, a three-way catalyst of the NOx storage reduction type) is disposed immediately below the exhaust manifold where a sufficiently high exhaust temperature can be obtained even in a normal operation. When the temperature of the catalyst is raised by sulfur poisoning release control or the like, the temperature of the catalyst can be raised only by adjusting the amount of exhaust flowing into the catalyst by the exhaust control valve. There is no need to generate a misfire or delay the ignition timing as in the related art, and the engine can continue normal operation even during the temperature increase control, so that the drivability and fuel efficiency do not deteriorate.
【００１３】また、触媒の温度を上昇させる必要がない
ときは排気制御弁は閉じられ、触媒に流入する排気が制
限されるので、触媒温度が過度に上昇し触媒が熱劣化す
るのを防止することができる。When it is not necessary to raise the temperature of the catalyst, the exhaust control valve is closed and the exhaust flowing into the catalyst is restricted, so that the catalyst temperature is prevented from excessively rising and the catalyst is prevented from being thermally degraded. be able to.
【００１４】また、第４の発明によると、上流側の触媒
をバイパスした排気は下流側の第２触媒で浄化すること
ができる。第２触媒はエンジンから離れて配置されるの
で、通常運転において第２の触媒に流入する排気の温度
が触媒を熱劣化させるほど上昇することもない。According to the fourth invention, the exhaust gas bypassing the upstream catalyst can be purified by the downstream second catalyst. Since the second catalyst is located away from the engine, the temperature of the exhaust gas flowing into the second catalyst during normal operation does not rise so much as to thermally degrade the catalyst.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１６】図１は本発明が適用されるエンジン排気浄
化装置の概略構成を示す。エンジン１の吸気通路２には
吸入空気量を検出するエアフロメータ３と、吸入空気量
を調節するスロットル弁４と、燃料噴射弁５とが設けら
れている。燃料噴射弁５はコントローラ６からの噴射信
号を受けて所定の空燃比となるよう吸気通路２に燃料を
噴射する。FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine exhaust gas purification apparatus to which the present invention is applied. An intake passage 2 of the engine 1 is provided with an air flow meter 3 for detecting an intake air amount, a throttle valve 4 for adjusting the intake air amount, and a fuel injection valve 5. The fuel injection valve 5 receives an injection signal from the controller 6 and injects fuel into the intake passage 2 so as to have a predetermined air-fuel ratio.
【００１７】一方、エンジン１の排気マニホールド直下
の排気通路７には、空燃比センサ１５と、排気浄化用の
第１触媒８が設けられている。第１触媒８は、上述した
ＮＯｘ吸収・放出作用を有するＮＯｘ吸蔵還元型の三元
触媒であり、ストイキ空燃比運転時に最大の転換効率を
もって排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う
とともに、リーン空燃比運転域で発生するＮＯｘを吸蔵
する。また、ストイキないしリッチ空燃比で運転して排
気中の酸素濃度を低下させると、リーン空燃比運転域で
吸着したＮＯｘを脱離させるとともに排気中に含まれる
ＨＣ、ＣＯにより脱離したＮＯｘを還元する。第１触媒
８には触媒の温度を検出する触媒温度センサ１３が設け
られている。On the other hand, an exhaust passage 7 immediately below the exhaust manifold of the engine 1 is provided with an air-fuel ratio sensor 15 and a first catalyst 8 for purifying exhaust gas. The first catalyst 8 is a NOx storage-reduction type three-way catalyst having the above-described NOx absorption / release function, and reduces NOx in exhaust gas and oxidizes HC and CO with maximum conversion efficiency during stoichiometric air-fuel ratio operation. At the same time, it stores NOx generated in the lean air-fuel ratio operation range. When the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced by operating at a stoichiometric or rich air-fuel ratio, NOx adsorbed in the lean air-fuel ratio operation region is desorbed, and the desorbed NOx is reduced by HC and CO contained in the exhaust gas. I do. The first catalyst 8 is provided with a catalyst temperature sensor 13 for detecting the temperature of the catalyst.
【００１８】また、排気通路７には、第１触媒８を迂回
するバイパス通路１０が設けられている。第１触媒８の
入り口とバイパス通路１０の入り口にはそれぞれコント
ローラ６により制御可能な第１バイパス弁１１と第２バ
イパス弁１２とが設けられており、これらバイパス弁１
１、１２を開閉駆動することで、第１触媒８に導入され
る排気流量を制御することができる。Further, a bypass passage 10 that bypasses the first catalyst 8 is provided in the exhaust passage 7. A first bypass valve 11 and a second bypass valve 12, which can be controlled by the controller 6, are provided at the entrance of the first catalyst 8 and the entrance of the bypass passage 10, respectively.
By opening and closing the first and second catalysts 12, the flow rate of exhaust gas introduced into the first catalyst 8 can be controlled.
【００１９】排気通路７とバイパス通路１０の合流部下
流にはさらに排気浄化用の第２触媒９が設けられてい
る。この第２触媒９はいわゆる三元触媒であり、ストイ
キ空燃比運転時に最大の変換効率をもって排気中のＮＯ
ｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。Downstream of the junction between the exhaust passage 7 and the bypass passage 10 is provided a second catalyst 9 for purifying exhaust gas. The second catalyst 9 is a so-called three-way catalyst, and has a maximum conversion efficiency during the stoichiometric air-fuel ratio operation.
x is reduced and HC and CO are oxidized.
【００２０】このような構成のもとコントローラ６に
は、エアフロメータ３からの吸入空気量信号、空燃比セ
ンサ１５からの空燃比信号、触媒温度センサ１３からの
触媒温度信号、冷却水温度センサ１４からの水温信号が
入力される他、クランク角センサ１７からのＲｅｆ信号
とＰｏｓ信号、アクセルポジションセンサ１８からのア
クセル操作量信号、車速センサからの車速信号等が入力
され、コントローラ６はこれら各種信号に基づき上記ス
ロットル弁４、燃料噴射弁５、点火プラグ６等を制御す
る。With such a configuration, the controller 6 receives the intake air amount signal from the air flow meter 3, the air-fuel ratio signal from the air-fuel ratio sensor 15, the catalyst temperature signal from the catalyst temperature sensor 13, and the cooling water temperature sensor 14. , A Ref signal and a Pos signal from a crank angle sensor 17, an accelerator operation amount signal from an accelerator position sensor 18, a vehicle speed signal from a vehicle speed sensor, and the like. Controls the throttle valve 4, the fuel injection valve 5, the ignition plug 6 and the like based on the
【００２１】さらに、リーン空燃比での運転が長時間続
くと第１触媒８に排気中のＳＯｘが堆積し硫黄被毒が進
行するので、コントローラ６は上記バイパス弁１１、１
２により第１触媒に導入される排気流量を制御し、第１
触媒８の温度を上昇させ、第１触媒８に堆積したＳＯｘ
の脱離（被毒解除制御）を行う。Further, if the operation at the lean air-fuel ratio continues for a long time, SOx in the exhaust gas accumulates on the first catalyst 8 and the sulfur poisoning proceeds.
2 to control the flow rate of exhaust gas introduced into the first catalyst,
The temperature of the catalyst 8 is increased, and the SOx deposited on the first catalyst 8 is increased.
(Poisoning release control).
【００２２】コントローラ６における被毒解除制御に関
する部分をブロック図で表すと図２のようになる。この
図に示すように被毒解除制御に関する部分は、ＳＯｘ放
出条件判断部Ｂ１、リッチ化条件判断部Ｂ２、目標空燃
比設定部Ｂ３、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ４及びバイパス
弁制御部Ｂ５で構成される。以下、図３から図８を参照
しながらこれら各要素における処理について説明する。FIG. 2 is a block diagram showing a portion related to the poisoning release control in the controller 6. As shown in this figure, the portion related to the poisoning release control includes a SOx release condition determining unit B1, an enrichment condition determining unit B2, a target air-fuel ratio setting unit B3, a Ti / TITM calculating unit B4, and a bypass valve control unit B5. You. Hereinafter, processing in each of these elements will be described with reference to FIGS.
【００２３】まず、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１における
処理について説明すると、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１は
第１触媒８に吸収されたＳＯｘ量を推定し、その推定Ｓ
Ｏｘ吸収量に基づきＳＯｘを放出すべき条件の成立、不
成立を判断し、フラグＦｓｏｘのセットを行うものであ
る。First, the processing in the SOx release condition determining unit B1 will be described. The SOx release condition determining unit B1 estimates the amount of SOx absorbed by the first catalyst 8, and estimates the estimated Sx.
It is determined whether the condition for releasing SOx is satisfied or not based on the Ox absorption amount, and the flag Fsox is set.
【００２４】図３はＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１の制御ル
ーチンを示したものであり、所定時間毎（例えば１０ｍ
ｓｅｃ毎）に実行される。FIG. 3 shows a control routine of the SOx release condition judgment section B1.
(every second).
【００２５】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ１１では、触媒温度センサ１３の出力をＡ／Ｄ変換し
て触媒温度Ｔｃａｔが求められ、クランク角センサ１７
の所定信号（例えば、Ｒｅｆ信号）の発生間隔時間に基
づいてエンジン回転数Ｎが求められる。さらに、アクセ
ルポジションセンサ１８の出力に基づいてエンジン負荷
Ｔ（例えば、アクセル踏み込み量に応じたエンジンの目
標発生トルク）が求められる。First, in step S11, the output of the catalyst temperature sensor 13 is A / D converted to obtain the catalyst temperature Tcat.
The engine speed N is determined based on the time interval between the generation of the predetermined signal (for example, Ref signal). Further, an engine load T (for example, a target generated torque of the engine corresponding to the accelerator depression amount) is obtained based on the output of the accelerator position sensor 18.
【００２６】ステップＳ１２では、ステップＳ１１で求
めた触媒温度ＴｃａｔがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下
か否かが判断される。ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下の
時は触媒はＳＯｘを吸収する状態であると判断してステ
ップＳ１３へ進み、逆に、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２よ
り大きいときはＳＯｘを放出する状態であると判断して
ステップＳ１７へ進む。In step S12, it is determined whether or not the catalyst temperature Tcat obtained in step S11 is equal to or lower than the SOx release temperature Tcat2. When the temperature is equal to or lower than the SOx release temperature Tcat2, the catalyst is determined to be in a state of absorbing SOx, and the process proceeds to step S13. Conversely, when the temperature is higher than the SOx release temperature Tcat2, it is determined that the state is to release SOx and step S17 is performed. Proceed to.
【００２７】ステップＳ１３では、所定時間（ここでは
ルーチン実行時間の１０ｍｓｅｃ）あたりに第１触媒８
に吸収されるＳＯｘ量ΔＳＯＸａが次式（１）により算
出される。In step S13, the first catalyst 8 is charged for a predetermined time (here, 10 msec of the routine execution time).
Is calculated by the following equation (1).
【００２８】 ΔＳＯＸａ＝（所定時間あたりに触媒に流入するＳＯｘ量） ×（第１触媒８のＳＯｘ吸収率） ・・・（１） 所定時間あたりに触媒に流入するＳＯｘ量は、例えば、
エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷Ｔ、平均空燃比をパラ
メータとして算出することができる。また、触媒のＳＯ
ｘ吸収率（単位時間あたりに吸収されるＳＯｘ量／単位
時間あたりに流入するＳＯｘ量）は、例えば、現在のＳ
Ｏｘ吸収量ＳＯＸｚ（前回算出したＳＯｘ吸収量の推定
値）、触媒温度Ｔｃａｔ、平均空燃比をパラメータとし
て算出される。平均空燃比としては、例えば、後述する
目標空燃比設定部Ｂ３で設定される目標当量比ＴＦＢＹ
Ａを用いることができる。ΔSOXa = (amount of SOx flowing into the catalyst per predetermined time) × (SOx absorption rate of the first catalyst 8) (1) The amount of SOx flowing into the catalyst per predetermined time is, for example,
The engine speed N, the engine load T, and the average air-fuel ratio can be calculated as parameters. Also, the catalyst SO
x absorption rate (SOx amount absorbed per unit time / SOx amount flowing in per unit time) is, for example, the current S
The Ox absorption amount SOXz (estimated value of the SOx absorption amount calculated last time), the catalyst temperature Tcat, and the average air-fuel ratio are calculated as parameters. The average air-fuel ratio is, for example, a target equivalent ratio TFBY set by a target air-fuel ratio setting unit B3 described later.
A can be used.
【００２９】第１触媒８のＳＯｘ吸収率は、ゼロ以上１
以下の値で、各パラメータ対して次のような特性を有す
る。The SOx absorptivity of the first catalyst 8 is between zero and 1
With the following values, each parameter has the following characteristics.
【００３０】・第１触媒８のＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少な
いほどＳＯｘ吸収率は大きくなり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸ
がゼロのときにＳＯｘ吸収率は最大となる。The smaller the SOx absorption amount SOX of the first catalyst 8 is, the larger the SOx absorption rate becomes, and the smaller the SOx absorption amount SOX is.
Is zero, the SOx absorption rate becomes maximum.
【００３１】・第１触媒の温度Ｔｃａｔが所定温度のと
きＳＯｘ吸収率は最大となるが、所定温度より低くなる
と小さくなり、触媒活性温度以下でゼロとなる。また、
所定温度より高くなっても小さくなり、ＳＯｘ放出温度
Ｔｃａｔ２以上でＳＯｘ吸収率はゼロとなる。The SOx absorption rate becomes maximum when the temperature Tcat of the first catalyst is a predetermined temperature, but becomes smaller when the temperature is lower than the predetermined temperature, and becomes zero when the temperature is lower than the catalyst activation temperature. Also,
Even if it becomes higher than the predetermined temperature, it becomes smaller, and the SOx absorption rate becomes zero at or above the SOx release temperature Tcat2.
【００３２】・リーンの度合いが小さくなるほどＳＯｘ
吸収率は小さくなり、理論空燃比よりリッチ側の空燃比
ではＳＯｘ吸収率はゼロとなる。SOx decreases as the degree of lean decreases
The absorption rate decreases, and the SOx absorption rate becomes zero at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
【００３３】このようにして所定時間に吸収されるＳＯ
ｘ量ΔＳＯＸａを算出したらステップＳ１４へ進み、前
回算出した推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚにΔＳＯＸａを加
えて最新の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸを算出する。The SO absorbed in a predetermined time in this way is
After calculating the x amount ΔSOXa, the process proceeds to step S14, and the latest estimated SOx absorption amount SOX is calculated by adding ΔSOXa to the previously calculated estimated SOx absorption amount SOXz.
【００３４】ステップＳ１５では、推定ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸが許容値ＳＯＸｍａｘより大きいか否かが判断さ
れ、許容値ＳＯＸｍａｘよりも大きければステップＳ１
６へ進み、フラグＦｓｏｘに１がセットされる。なお、
許容値ＳＯＸｍａｘは第１触媒８に所定のＮＯｘ吸収容
量ＮＯＸｔｈが残るように設定される。In step S15, the estimated SOx absorption amount S
It is determined whether OX is larger than the allowable value SOXmax, and if it is larger than the allowable value SOXmax, step S1 is performed.
Proceeding to 6, the flag Fsox is set to 1. In addition,
The allowable value SOXmax is set such that a predetermined NOx absorption capacity NOXth remains in the first catalyst 8.
【００３５】一方、ステップＳ１２で触媒温度Ｔｃａｔ
がＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より高いと判断された場合
はステップＳ１７へ進み、所定時間（ここでは１０ｍｓ
ｅｃ）あたりに触媒から放出されるＳＯｘ量ΔＳＯＸｒ
が次式により算出される。On the other hand, at step S12, the catalyst temperature Tcat
Is higher than the SOx release temperature Tcat2, the process proceeds to step S17, and a predetermined time (here, 10 ms)
ec) The amount of SOx released from the catalyst per ec) ΔSOXr
Is calculated by the following equation.
【００３６】 ΔＳＯＸｒ＝（所定時間）×（触媒のＳＯｘ放出率） ・・・（２） ここで触媒のＳＯｘ放出率は、単位時間あたりに第１触
媒８から放出されるＳＯｘの量であり、例えば、現在の
ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚ（前回算出したＳＯｘ吸収量の推
定値）、触媒温度Ｔｃａｔ、平均空燃比をパラメータと
して算出される。ΔSOXr = (predetermined time) × (SOx release rate of catalyst) (2) Here, the SOx release rate of the catalyst is the amount of SOx released from the first catalyst 8 per unit time, For example, the current SOx absorption amount SOXz (estimated value of the SOx absorption amount calculated last time), the catalyst temperature Tcat, and the average air-fuel ratio are calculated as parameters.
【００３７】平均空燃比としては、目標空燃比設定ルー
チンで設定される目標当量比ＴＦＢＹＡを用いることが
できる。ただし、被毒解除制御中はＴＦＢＹＡ＝１とし
つつ空燃比フィードバック制御の制御中央値をシフトさ
せることによって平均空燃比を理論空燃比よりもリッチ
側にシフトさせることがあるので、その場合はリッチシ
フト量も考慮する。As the average air-fuel ratio, a target equivalent ratio TFBYA set in a target air-fuel ratio setting routine can be used. However, during the poisoning release control, the average air-fuel ratio may be shifted to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio by shifting the control median value of the air-fuel ratio feedback control while setting TFBYA = 1. Consider the amount.
【００３８】第１触媒８のＳＯｘ放出率は各パラメータ
に対して以下のような特性となる。The SOx release rate of the first catalyst 8 has the following characteristics for each parameter.
【００３９】・ＳＯｘ吸収量が少ないほどＳＯｘ放出率
は小さくなり、ＳＯｘ吸収量がゼロのときＳＯｘ放出率
はゼロとなる。The smaller the SOx absorption amount, the smaller the SOx release rate. When the SOx absorption amount is zero, the SOx release rate becomes zero.
【００４０】・触媒温度Ｔｃａｔが低くなるほどＳＯｘ
放出率は小さくなり、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下で
はＳＯｘ放出率はゼロとなる。The SOx becomes lower as the catalyst temperature Tcat becomes lower.
The release rate decreases, and the SOx release rate becomes zero below the SOx release temperature Tcat2.
【００４１】・リッチの度合いが小さくなるほどＳＯｘ
放出率が小さくなり、リーン空燃比ではＳＯｘ放出率は
ゼロとなる。SOx decreases as the degree of richness decreases
The emission rate becomes smaller, and the SOx emission rate becomes zero at a lean air-fuel ratio.
【００４２】第１触媒８から放出されるＳＯｘ量ΔＳＯ
Ｘｒを算出したらステップＳ１８に進み、前回算出した
推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚからΔＳＯＸｒを減じて最新
の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸを算出する。The SOx amount ΔSO released from the first catalyst 8
After calculating Xr, the process proceeds to step S18, and the latest estimated SOx absorption amount SOX is calculated by subtracting ΔSOXr from the previously calculated estimated SOx absorption amount SOXz.
【００４３】ステップＳ１９では、推定ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸが所定値ＳＯＸｍｉｎより小さいか否かが判断さ
れ、所定値ＳＯＸｍｉｎよりも小さい場合はステップＳ
２０へ進んでフラグＦｓｏｘにゼロがセットされる。な
お、所定値ＳＯＸｍｉｎはゼロ近傍の小さな値に設定さ
れる。In step S19, the estimated SOx absorption amount S
It is determined whether or not OX is smaller than a predetermined value SOXmin.
Proceeding to 20, the flag Fsox is set to zero. The predetermined value SOXmin is set to a small value near zero.
【００４４】したがって、このフローを処理することに
より、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１は、触媒温度Ｔｃａｔ
に基づき所定時間あたりの第１触媒８へのＳＯｘ吸収量
ΔＳＯＸａあるいは放出量ΔＳＯＸｒを演算し、それら
を累積演算することによりＳＯｘ吸収量ＳＯＸを推定す
る。そして、この推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが一旦許容量
ＳＯＸｍａｘを越えたら、ＳＯｘがほぼ完全に放出され
るまでＦｓｏｘ＝１を維持し、それをリッチ化条件判断
部Ｂ２とバイパス弁制御部Ｂ３に出力する。このように
ＳＯｘがほぼ完全に放出されるまでＦｓｏｘ＝１を維持
するようにしているのは、被毒解除制御のＯＮ／ＯＦＦ
が頻繁に繰り返されるのを防止するためである。Therefore, by processing this flow, the SOx release condition determining unit B1 determines that the catalyst temperature Tcat
, The SOx absorption amount ΔSOXa or the release amount ΔSOXr to the first catalyst 8 per predetermined time is calculated, and the SOx absorption amount SOX is estimated by cumulatively calculating them. Then, once the estimated SOx absorption amount SOX exceeds the allowable amount SOXmax, Fsox = 1 is maintained until SOx is almost completely released, and this is output to the enrichment condition determination unit B2 and the bypass valve control unit B3. . The reason that Fsox = 1 is maintained until SOx is almost completely released is that the poisoning release control is ON / OFF.
This is to prevent frequent repetition.
【００４５】なお、吸収されたＳＯｘは、エンジン１の
停止後も第１触媒８内に吸収されたままとなるので、推
定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸはエンジン停止後も記憶され、次
回エンジン始動時に推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの初期値と
して読み込まれ、以降の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの算出
に用いられる。Since the absorbed SOx remains absorbed in the first catalyst 8 even after the engine 1 is stopped, the estimated SOx absorption amount SOX is stored even after the engine is stopped, and is estimated at the next engine start. It is read as the initial value of the absorption amount SOX, and is used for calculating the estimated SOx absorption amount SOX thereafter.
【００４６】また、ここではＳＯｘ吸収量ＳＯＸを所定
時間におけるＳＯｘ吸収量の変化量ΔＳＯＸａ、ΔＳＯ
Ｘｒを累積演算することで推定しているが、例えば、ス
テップＳ１３、Ｓ１７を省略し、ステップＳ１４、Ｓ１
８のΔＳＯＸａ、ΔＳＯＸｒを固定値とするなど簡略化
してもよい。Here, the SOx absorption amount SOX is changed by changing the SOx absorption amount ΔSOXa, ΔSOx
Although the estimation is performed by cumulatively calculating Xr, for example, steps S13 and S17 are omitted, and steps S14 and S1 are performed.
For example, ΔSOXa and ΔSOXr of 8 may be simplified such as fixed values.
【００４７】次に、リッチ化条件判断部Ｂ２における処
理について説明する。リッチ化条件判断部Ｂ２は、上述
したＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１からのフラグＦｓｏｘと
触媒温度Ｔｃａｔとに基づき、空燃比をリッチ化すべき
条件の成立、不成立を判断し、フラグＦｒｉｃｈのセッ
トを行うものである。Next, the processing in the enrichment condition determination section B2 will be described. The enrichment condition judging unit B2 judges whether the condition for enriching the air-fuel ratio is satisfied or not, based on the flag Fsox and the catalyst temperature Tcat from the SOx release condition judging unit B1, and sets the flag Frich. It is.
【００４８】図４はリッチ化条件判断部Ｂ２の制御ルー
チンを示したものであり、所定時間毎（例えば１０ｍｓ
ｅｃ毎）に実行される。FIG. 4 shows a control routine of the enrichment condition judging section B2, which is executed at predetermined time intervals (for example, 10 ms).
ec).
【００４９】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ２１では触媒温度センサ１３の出力に基づき触媒温度
Ｔｃａｔが求められ、ステップＳ２２ではＳＯｘ放出条
件判断部Ｂ１からのフラグＦｓｏｘに基づき、触媒に吸
収されたＳＯｘを放出すべき条件が成立しているか否か
が判断される。First, in step S21, the catalyst temperature Tcat is determined based on the output of the catalyst temperature sensor 13, and in step S22, the SOx absorbed by the catalyst is determined based on the flag Fsox from the SOx release condition determination unit B1. It is determined whether or not the condition for releasing is satisfied.
【００５０】ＳＯｘを放出すべき条件が成立していると
判断された場合はステップＳ２３へ進み、触媒温度Ｔｃ
ａｔがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より大きいか否かが判
断される。ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より大きいとき
は、空燃比をリッチ化してＳＯｘの放出を促進するとと
もに放出されたＳＯｘの還元浄化を図るべくステップＳ
２４へ進んでフラグＦｒｉｃｈに１がセットされる（リ
ッチ化条件成立）。If it is determined that the condition for releasing SOx is satisfied, the routine proceeds to step S23, where the catalyst temperature Tc
It is determined whether or not at is higher than SOx release temperature Tcat2. If the temperature is higher than the SOx release temperature Tcat2, step S is performed to enrich the air-fuel ratio to promote the release of SOx and to purify the released SOx.
Proceeding to 24, the flag Frich is set to 1 (enrichment condition satisfied).
【００５１】一方、ＳＯｘを放出すべき条件が成立して
いない場合、あるいは触媒温度ＴｃａｔがＳＯｘ放出温
度Ｔｃａｔ２以下の場合はステップＳ２５へ進み、フラ
グＦｒｉｃｈにゼロがセットされる（リッチ化条件不成
立）。On the other hand, if the condition for releasing SOx is not satisfied, or if the catalyst temperature Tcat is equal to or lower than the SOx release temperature Tcat2, the process proceeds to step S25, and the flag Frich is set to zero (enrichment condition is not satisfied). .
【００５２】したがって、リッチ化条件判断部Ｂ２は、
触媒温度ＴｃａｔとＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１からのフ
ラグＦｓｏｘと触媒温度Ｔｃａｔに基づき空燃比をリッ
チ化すべき条件を判断し、空燃比をリッチ化すべき条件
の成立時にＦｒｉｃｈ＝１を、不成立時にＦｒｉｃｈ＝
０をセットし、目標空燃比設定部Ｂ３に出力する。Therefore, the enrichment condition determination unit B2
The condition for enriching the air-fuel ratio is determined based on the catalyst temperature Tcat, the flag Fsox from the SOx release condition determination unit B1, and the catalyst temperature Tcat, and Frich = 1 when the condition for enriching the air-fuel ratio is satisfied, and Frich =
0 is set and output to the target air-fuel ratio setting section B3.
【００５３】次に、目標空燃比設定部Ｂ３における処理
について説明する。目標空燃比設定部Ｂ３は、運転条件
やリッチ化条件の成立、不成立に応じて目標空燃比（目
標当量比）を設定するものである。Next, the processing in the target air-fuel ratio setting section B3 will be described. The target air-fuel ratio setting unit B3 sets a target air-fuel ratio (target equivalent ratio) according to whether the operating condition or the enrichment condition is satisfied or not.
【００５４】図５は目標空燃比設定部Ｂ３における制御
ルーチンを示したものであり、所定時間毎（例えば、１
０ｍｓｅｃ毎）に実行される。FIG. 5 shows a control routine in the target air-fuel ratio setting section B3.
(Every 0 msec).
【００５５】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ３１ではクランク角センサ１７の所定信号の発生間隔
時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められ、アクセル
ポジションセンサ１８の出力に基づいてエンジン負荷Ｔ
（例えば、アクセル踏み込み量に応じたエンジンの目標
発生トルク）が求められる。First, in step S 31, the engine speed N is determined based on the time interval between the generation of the predetermined signal of the crank angle sensor 17, and the engine load T is determined based on the output of the accelerator position sensor 18.
(For example, a target generated torque of the engine according to the accelerator depression amount) is obtained.
【００５６】ステップＳ３２では図６に示す目標当量比
設定マップを参照することにより、エンジン回転数Ｎ、
エンジン負荷Ｔに応じた目標当量比ＴＦＢＹＡが設定さ
れる。ここで目標当量比ＴＦＢＹＡとは理論空燃比と目
標空燃比の比（理論空燃比／目標空燃比）であり、 となる。In step S32, by referring to the target equivalence ratio setting map shown in FIG.
The target equivalence ratio TFBYA according to the engine load T is set. Here, the target equivalent ratio TFBYA is a ratio between the stoichiometric air-fuel ratio and the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio / target air-fuel ratio), Becomes
【００５７】ステップＳ３３では、フラグＦｒｉｃｈに
基づき空燃比をリッチシフトさせる条件が成立している
が否かが判断される。フラグＦｒｉｃｈは上述したリッ
チ化条件判断部Ｂ２でセットされるフラグで、空燃比を
リッチシフトすべき条件の成立時に１、不成立時にゼロ
がセットされる。In step S33, it is determined based on the flag Frich whether or not the condition for rich-shifting the air-fuel ratio is satisfied. The flag Frich is a flag set by the above-described enrichment condition determination unit B2, and is set to 1 when a condition for rich-shifting the air-fuel ratio is satisfied, and is set to zero when the condition is not satisfied.
【００５８】空燃比をリッチシフトさせる条件が成立し
ている場合、すなわちＦｒｉｃｈに１がセットされてい
る場合はステップＳ３４へ進み、ステップＳ３２で設定
したＴＦＢＹＡが１より小さいか否かが判断される。そ
して、ＴＦＢＹＡが１よりも小さいときはステップＳ３
５へ進み、ＴＦＢＹＡに１がセットされる。If the condition for rich-shifting the air-fuel ratio is satisfied, that is, if Frich is set to 1, the process proceeds to step S34, and it is determined whether or not TFBYA set in step S32 is smaller than 1. . If TFBYA is smaller than 1, step S3
Proceed to 5, and 1 is set in TFBYA.
【００５９】したがって、ステップＳ３３からステップ
Ｓ３５の処理により、空燃比をリッチシフトさせる条件
が成立しているときには、運転条件がリーン空燃比運転
領域内であっても目標当量比ＴＦＢＹＡに１がセットさ
れる。すなわち、一旦被毒解除制御が開始されたら、被
毒解除が可能な間（触媒温度がＳＯｘ放出温度以上であ
る間）はリーン運転には移行せず、リッチシフト制御が
継続されることになる。Therefore, according to the processing from step S33 to step S35, when the condition for rich-shifting the air-fuel ratio is satisfied, the target equivalent ratio TFBYA is set to 1 even if the operating condition is within the lean air-fuel ratio operation region. You. That is, once the poisoning release control is started, the rich shift control is continued without shifting to the lean operation while the poisoning can be released (while the catalyst temperature is equal to or higher than the SOx release temperature). .
【００６０】ここで設定された目標当量比ＴＦＢＹＡ
は、後述するＴｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ４に出力され、燃
料噴射量の演算時に使用されるほか、空燃比を代表する
値として各ルーチンで使用される。The target equivalent ratio TFBYA set here
Is output to the Ti / TITM calculating unit B4, which will be described later, and is used when calculating the fuel injection amount, and is used in each routine as a value representative of the air-fuel ratio.
【００６１】次に、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ４における
処理について説明する。Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ４は、
上記目標空燃比設定部Ｂ３で設定された目標当量比ＴＦ
ＢＹＡを実現すべく燃料噴射量Ｔｉ、燃料噴射時期ＴＩ
ＴＭを算出するものである。Next, the processing in the Ti, TITM calculating section B4 will be described. Ti, TITM calculation unit B4,
The target equivalent ratio TF set by the target air-fuel ratio setting section B3
Fuel injection amount Ti and fuel injection timing TI to realize BYA
This is for calculating TM.
【００６２】図７はＴｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ４における
制御ルーチンを示したものであり、所定時間毎（例え
ば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。FIG. 7 shows a control routine in the Ti, TITM calculating section B4, which is executed at predetermined time intervals (for example, at every 10 msec).
【００６３】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ４１ではエアフロメータ３の出力に基づき吸入空気量
Ｑａが求められ、クランク角センサの所定信号の発生間
隔時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められる。First, in step S41, the intake air amount Qa is determined based on the output of the air flow meter 3, and the engine speed N is determined based on the interval between generations of a predetermined signal of the crank angle sensor.
【００６４】ステップＳ４２では吸入空気量Ｑａ、エン
ジン回転数Ｎに基づき次式（３）により基本燃料噴射量
Ｔｐ、すなわち理論空燃比相当の燃料量が算出される。In step S42, the basic fuel injection amount Tp, that is, the fuel amount corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is calculated by the following equation (3) based on the intake air amount Qa and the engine speed N.
【００６５】 Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎ ・・・（３） Ｋは所定の係数である。Tp = K × Qa / N (3) K is a predetermined coefficient.
【００６６】ステップＳ４３では、目標空燃比設定部Ｂ
３で設定された目標当量比ＴＦＢＹＡ、燃料増量補正係
数ＣＯＥＦ、空燃比フィードバック補正係数αでＴｐが
補正され、燃料噴射量Ｔｉが次式（４）により算出され
る。In step S43, the target air-fuel ratio setting section B
Tp is corrected by the target equivalent ratio TFBYA, the fuel increase correction coefficient COEF, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient α set in 3, and the fuel injection amount Ti is calculated by the following equation (4).
【００６７】 Ｔｉ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×ＣＯＥＦ×α ・・・（４） ここで燃料増量補正係数ＣＯＥＦは始動後燃料増量補正
係数、水温増量補正係数等をまとめて表したもので、冷
機時にＣＯＥＦ＞１となり、エンジンの暖機完了後にＣ
ＯＥＦ＝１となる。また、空燃比フィードバック補正係
数αは、ＴＦＢＹＡが１に設定されているときに空燃比
を理論空燃比にフィードバック制御するときの空燃比フ
ィードバック補正係数であり、空燃比センサ１５の出力
に応じて算出される。Ti = Tp × TFBYA × COEF × α (4) Here, the fuel increase correction coefficient COEF collectively represents the fuel increase correction coefficient after start, the water temperature increase correction coefficient, and the like. 1 and C after engine warm-up is complete
OEF = 1. The air-fuel ratio feedback correction coefficient α is an air-fuel ratio feedback correction coefficient when the air-fuel ratio is feedback-controlled to the stoichiometric air-fuel ratio when TFBYA is set to 1, and is calculated according to the output of the air-fuel ratio sensor 15. Is done.
【００６８】そして、ステップＳ４４では、ステップＳ
４３で算出された燃料噴射量Ｔｉと、エンジン回転数Ｎ
とに基づき、燃料噴射時期ＴＩＴＭが算出される。算出
された燃料噴射量Ｔｉ、燃料噴射時期ＴＩＴＭは、コン
トローラ６内のメモリにストアされ、エンジン１の回転
に同期して実行される燃料噴射ルーチンで読み出されて
使用される。例えば、燃料噴射時期ＴＩＴＭによって定
められるクランク角度で燃料噴射弁５への開弁信号の印
加が開始され、燃料噴射量Ｔｉに無効噴射量Ｔｓを加え
た量の燃料を噴射すべく開弁信号が印加される。Then, in step S44, step S
43, the fuel injection amount Ti and the engine speed N
, The fuel injection timing TITM is calculated. The calculated fuel injection amount Ti and fuel injection timing TITM are stored in a memory in the controller 6, and are read and used in a fuel injection routine executed in synchronization with the rotation of the engine 1. For example, the application of the valve opening signal to the fuel injection valve 5 is started at the crank angle determined by the fuel injection timing TITM, and the valve opening signal is applied to inject the amount of fuel obtained by adding the invalid injection amount Ts to the fuel injection amount Ti. Applied.
【００６９】なお、本実施形態では、リーン空燃比運転
を行う場合に燃焼形態を成層燃焼とし、理論空燃比運転
比運転あるいはリッチ空燃比運転を行う場合に燃焼形態
を均質燃焼とするので、リーン空燃比運転時は燃料噴射
時期ＴＩＴＭが圧縮行程中に設定され、理論空燃比運転
時あるいはリッチ空燃比運転時は燃料噴射時期ＴＩＴＭ
が圧縮行程中に設定される。In this embodiment, when the lean air-fuel ratio operation is performed, the combustion mode is stratified combustion, and when the stoichiometric air-fuel ratio operation ratio operation or the rich air-fuel ratio operation is performed, the combustion mode is homogeneous combustion. During the air-fuel ratio operation, the fuel injection timing TITM is set during the compression stroke. During the stoichiometric air-fuel ratio operation or the rich air-fuel ratio operation, the fuel injection timing TITM is set.
Is set during the compression stroke.
【００７０】また、目標空燃比設定部Ｂ３で設定される
目標当量比ＴＦＢＹＡが１のとき、空燃比を理論空燃比
にフィードバック制御するが、ＴＦＢＹＡ＝１であって
もＦｒｉｃｈ＝１のときは空燃比フィードバック制御の
制御中央値を理論空燃比よりリッチ側にシフトするリッ
チ化制御を行う。When the target equivalence ratio TFBYA set in the target air-fuel ratio setting section B3 is 1, the air-fuel ratio is feedback-controlled to the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if TFBYA = 1, the air-fuel ratio becomes empty when Frich = 1. The enrichment control for shifting the control median value of the fuel ratio feedback control to the rich side from the stoichiometric air-fuel ratio is performed.
【００７１】次に、バイパス弁制御部Ｂ５における処理
について説明する。バイパス弁制御部Ｂ５は第１バイパ
ス弁１１と第２バイパス弁１２の開度を制御し、第１触
媒８に導入される排気流量を制御するものである。Next, the processing in the bypass valve control section B5 will be described. The bypass valve control unit B5 controls the opening degree of the first bypass valve 11 and the second bypass valve 12, and controls the flow rate of exhaust gas introduced into the first catalyst 8.
【００７２】図８はバイパス弁制御部Ｂ５における制御
ルーチンを示したものであり、所定時間毎（例えば、１
０ｍｓｅｃ毎）に実行される。FIG. 8 shows a control routine in the bypass valve control section B5.
(Every 0 msec).
【００７３】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ５１では、触媒温度センサ１３、冷却水温度センサ１
４、エアフロメータ３の出力に基づき、触媒温度Ｔｃａ
ｔ水温Ｔｗ、吸入空気量Ｑａが求められる。さらに、ク
ランク角センサ１７の所定信号の発生間隔時間に基づい
てエンジン回転数Ｎを求められ、アクセルポジションセ
ンサ１８の出力に基づいてエンジン負荷Ｔを求められ
る。ステップＳ５２ではこれら検出された各パラメータ
に基づいて排気温度Ｔｅｘが算出される。First, in step S51, the catalyst temperature sensor 13, the cooling water temperature sensor 1
4. Based on the output of the air flow meter 3, the catalyst temperature Tca
The water temperature Tw and the intake air amount Qa are obtained. Further, an engine speed N is obtained based on an interval time of generation of a predetermined signal of the crank angle sensor 17, and an engine load T is obtained based on an output of the accelerator position sensor 18. In step S52, the exhaust gas temperature Tex is calculated based on each of the detected parameters.
【００７４】ステップＳ５３では、冷却水温度Ｔｗに基
づき暖機が完了しているか否かが判断される。暖気完了
前と判断された場合は、ステップＳ５８へ進み、第１バ
イパス弁１１を全開にするとともに第２バイパス弁１２
を全閉にし、排気温度Ｔｅｘの高低に係わらず第１触媒
８に排気の全量を流通させ、第１触媒８を活性化させ
る。なお、暖機完了の判断は触媒温度Ｔｃａｔに基づき
判断するようにしてもよい。In step S53, it is determined based on the cooling water temperature Tw whether or not the warm-up has been completed. When it is determined that the warm-up is not completed, the process proceeds to step S58, where the first bypass valve 11 is fully opened and the second bypass valve 12
Is fully closed, the entire amount of exhaust gas is allowed to flow through the first catalyst 8 regardless of the level of the exhaust temperature Tex, and the first catalyst 8 is activated. The determination of the completion of warm-up may be made based on the catalyst temperature Tcat.
【００７５】暖機完了後と判断された場合はステップＳ
５４へ進み、排気温度Ｔｅｘが第１触媒８の耐熱許容温
度Ｔｃａｔ３より高いか否かが判断される。排気温度Ｔ
ｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３よりも高くないと判断さ
れた場合はステップＳ５８へ進み、第１触媒８に排気の
全量を流通させる。If it is determined that the warm-up is completed, step S
Proceeding to 54, it is determined whether the exhaust gas temperature Tex is higher than the allowable heat resistance temperature Tcat3 of the first catalyst 8. Exhaust temperature T
If it is determined that ex is not higher than the heat-resistant allowable temperature Tcat3, the process proceeds to step S58, and the entire amount of exhaust gas is made to flow through the first catalyst 8.
【００７６】排気温度Ｔｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３
よりも高いと判断された場合はステップＳ５５へ進み、
上述したＳＯｘ放出条件判断部Ｂ１から出力されるフラ
グＦｓｏｘの値に基づき、触媒に吸収されたＳＯｘを放
出すべき条件が成立しているか否かが判断される。The exhaust temperature Tex is equal to the allowable temperature Tcat3.
If it is determined to be higher than the above, the process proceeds to step S55,
Based on the value of the flag Fsox output from the SOx release condition determining unit B1, it is determined whether the condition for releasing the SOx absorbed by the catalyst is satisfied.
【００７７】ＳＯｘを放出すべき条件が成立していない
（Ｆｓｏｘ＝０）と判断された場合はステップＳ５７へ
進み、第１バイパス弁１１を全閉にするととともに第２
バイパス弁１２を全開として排気の全量をバイパスさ
せ、第１触媒８の熱劣化を防止する。When it is determined that the condition for releasing SOx is not satisfied (Fsox = 0), the process proceeds to step S57, where the first bypass valve 11 is fully closed and the second bypass valve 11 is closed.
By fully opening the bypass valve 12, the entire amount of exhaust gas is bypassed to prevent the first catalyst 8 from being thermally degraded.
【００７８】一方、ＳＯｘを放出すべき条件が成立して
いる（Ｆｓｏｘ＝１）と判断された場合はステップＳ５
６へ進み、第１バイパス弁１１と第２バイパス弁１２の
開度を制御し、第１触媒８の昇温制御が行われる。例え
ば、排気温度Ｔｅｘ、吸入空気量Ｑａ（＝排気流量）に
基づいて、第１触媒８をＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以上
かつ耐熱許容温度Ｔｃａｔ３以下の温度とするために、
第１触媒８に流通させるべき排気の流量を求め、この流
量が得られるように第１バイパス弁１１と第２バイパス
弁１２の開度を制御する。なお、検出した触媒温度Ｔｃ
ａｔに応じてフィードバック制御するようにしてもよ
い。On the other hand, when it is determined that the condition for releasing SOx is satisfied (Fsox = 1), step S5 is performed.
The program proceeds to 6, where the opening degree of the first bypass valve 11 and the second bypass valve 12 is controlled, and the temperature rise control of the first catalyst 8 is performed. For example, based on the exhaust temperature Tex and the intake air amount Qa (= exhaust flow rate), in order to set the first catalyst 8 to a temperature equal to or higher than the SOx release temperature Tcat2 and equal to or lower than the allowable heat-resistant temperature Tcat3,
The flow rate of the exhaust gas to be circulated through the first catalyst 8 is obtained, and the opening degrees of the first bypass valve 11 and the second bypass valve 12 are controlled so as to obtain this flow rate. The detected catalyst temperature Tc
Feedback control may be performed according to at.
【００７９】以上、コントローラ６の各要素における処
理について説明したが、次に、全体の作用をエンジン１
の運転状態（リーン空燃比、理論空燃比あるいはリッチ
空燃比）に分けて説明する。The processing in each element of the controller 6 has been described above.
The operation states (lean air-fuel ratio, stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio) will be described separately.
【００８０】リーン空燃比運転時（ＴＦＢＹＡ＜１）
の作用 リーン空燃比運転時は排気温度が低くなり、排気温度Ｔ
ｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３よりも高くなることはな
いので、排気をバイパスさせずに全量を上流側の第１触
媒８に流入させ、排気中のＮＯｘを第１触媒８に吸収さ
せる。このとき排気中のＳＯｘも第１触媒８に吸収され
る。At the time of lean air-fuel ratio operation (TFBYA <1)
During lean air-fuel ratio operation, the exhaust gas temperature decreases and the exhaust gas temperature T
Since ex does not become higher than the allowable heat-resistant temperature Tcat3, the entire amount is allowed to flow into the upstream first catalyst 8 without bypassing the exhaust gas, and NOx in the exhaust gas is absorbed by the first catalyst 8. At this time, SOx in the exhaust gas is also absorbed by the first catalyst 8.
【００８１】そして、第１触媒８に吸収されたＮＯｘ量
が所定量に達すると、空燃比を一時的にリッチ化する制
御が行われ、吸収されたＮＯｘが放出される。なお、こ
のリッチ化の際、触媒温度がＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２
になっていればＮＯｘとともにＳＯｘも放出されるので
あるが、前述のようにリーン空燃比運転中は排気温度が
低く触媒温度も低くなっているので、一時的なリッチ化
では触媒温度がＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以上になるこ
とは少なく、ＳＯｘは第１触媒８に蓄積されたままとな
る。When the amount of NOx absorbed by the first catalyst 8 reaches a predetermined amount, control for temporarily enriching the air-fuel ratio is performed, and the absorbed NOx is released. At the time of this enrichment, the catalyst temperature becomes SOx release temperature Tcat2.
However, as described above, the exhaust gas temperature is low and the catalyst temperature is low during the lean air-fuel ratio operation as described above. The temperature rarely reaches the temperature Tcat2 or higher, and SOx remains accumulated in the first catalyst 8.
【００８２】理論空燃比運転時（ＴＦＢＹＡ＝１）の
作用 理論空燃比運転時は比較的排気温度が高くなり、理論空
燃比運転領域の高負荷側の運転条件では排気温度がＳＯ
ｘ放出温度Ｔｃａｔ２、あるいは、第１触媒８の耐熱許
容温度Ｔｃａｔ３以上になることもある。Operation during stoichiometric air-fuel ratio operation (TFBYA = 1) During stoichiometric air-fuel ratio operation, the exhaust gas temperature becomes relatively high.
The temperature may be equal to or higher than the x release temperature Tcat2 or the allowable heat resistance temperature Tcat3 of the first catalyst 8.
【００８３】・Ｔｅｘ≦Ｔｃａｔ３のとき 排気温度Ｔｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３以下の場合
は、第１触媒８に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件の
成立、不成立に係わらず、排気の全量を第１触媒８に流
通させる。排気温度ＴｅｘがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２
以下のときは何もしないが、排気温度ＴｅｘがＳＯｘ放
出温度Ｔｃａｔ２よりも大きいときは、第１触媒８に吸
収されたＳＯｘを放出すべき条件が成立していれば空燃
比をリッチ化する制御（空燃比フィードバック制御の制
御中央値をリッチ側にシフトさせる制御）を行い、吸収
されたＳＯｘの放出を促進するとともに放出されたＳＯ
ｘの還元浄化を図る。なお、触媒に吸収されたＳＯｘを
放出すべき条件が不成立のときは何もしない。When Tex ≦ Tcat3 When the exhaust temperature Tex is equal to or lower than the allowable heat-resistant temperature Tcat3, the total amount of exhaust gas is reduced to the first amount regardless of whether the condition for releasing SOx absorbed by the first catalyst 8 is satisfied or not satisfied. The catalyst 8 is circulated. The exhaust temperature Tex is equal to the SOx release temperature Tcat2.
No operation is performed in the following cases, but when the exhaust temperature Tex is higher than the SOx release temperature Tcat2, the control for enriching the air-fuel ratio if the condition for releasing the SOx absorbed by the first catalyst 8 is satisfied. (Control for shifting the control median value of the air-fuel ratio feedback control to the rich side) to promote the release of the absorbed SOx and release the released SOx.
x for reduction purification. When the condition for releasing the SOx absorbed by the catalyst is not satisfied, nothing is performed.
【００８４】・Ｔｅｘ＞Ｔｃａｔ３のとき 排気温度Ｔｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３よりも高いと
きは、第１触媒８に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件
が不成立のときは排気の全量をバイパスさせ、第１触媒
８の熱劣化を防止する。一方、第１触媒８に吸収された
ＳＯｘを放出すべき条件が成立していれば、バイパス弁
１１、１２により排気のバイパス量を制御して、触媒温
度ＴｃａｔがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より高くかつ耐
熱許容温度Ｔｃａｔ３より低くなるように制御する。ま
た排気温度ＴｅｘがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２よりも高
いので空燃比のリッチ化も行われる。なお、第１触媒８
をバイパスした排気は下流側の第２触媒９で浄化され
る。When Tex> Tcat3 When the exhaust temperature Tex is higher than the allowable heat-resistant temperature Tcat3, if the condition for releasing the SOx absorbed by the first catalyst 8 is not satisfied, the entire amount of the exhaust gas is bypassed. (1) Thermal deterioration of the catalyst 8 is prevented. On the other hand, if the condition for releasing the SOx absorbed by the first catalyst 8 is satisfied, the bypass amount of the exhaust gas is controlled by the bypass valves 11 and 12, so that the catalyst temperature Tcat is higher than the SOx release temperature Tcat2 and the heat resistance is higher. Control is performed so as to be lower than the allowable temperature Tcat3. Further, since the exhaust gas temperature Tex is higher than the SOx release temperature Tcat2, the air-fuel ratio is also made rich. The first catalyst 8
The exhaust gas that has bypassed is purified by the downstream second catalyst 9.
【００８５】リッチ空燃比運転時（ＴＦＢＹＡ＞１）
の作用 リッチ空燃比運転領域は、高負荷高回転運転領域に設定
されるので、リッチ空燃比運転時は排気温度Ｔｅｘが高
くなる。During rich air-fuel ratio operation (TFBYA> 1)
Since the rich air-fuel ratio operation region is set in the high-load high-rotation operation region, the exhaust temperature Tex increases during the rich air-fuel ratio operation.
【００８６】・Ｔｅｘ≦Ｔｃａｔ３のとき 排気温度Ｔｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３以下の場合
は、第１触媒８に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件の
成立、不成立にかかわらず、排気の全量が第１触媒８を
流通する。排気温度ＴｅｘがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２
よりも高いときは、特別な空燃比制御を行わなくても、
もともと空燃比がリッチであるため第１触媒８からＳＯ
ｘが放出される。When Tex ≦ Tcat3 When the exhaust temperature Tex is equal to or lower than the allowable heat-resistant temperature Tcat3, the total amount of exhaust gas is reduced to the first amount regardless of whether the condition for releasing the SOx absorbed by the first catalyst 8 is satisfied or not. The catalyst 8 flows. The exhaust temperature Tex is equal to the SOx release temperature Tcat2.
If it is higher than this, you do not need to perform special air-fuel ratio control.
Since the air-fuel ratio is originally rich, the first catalyst 8
x is released.
【００８７】・Ｔｅｘ＞Ｔｃａｔ３のとき 排気温度Ｔｅｘが耐熱許容温度Ｔｃａｔ３よりも高い場
合は、第１触媒８に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件
が不成立のときは排気の全量をバイパスさせ、第１触媒
８の熱劣化を防止する。一方、第１触媒８に吸収された
ＳＯｘを放出すべき条件が成立していれば、排気のバイ
パス量を制御して触媒温度ＴｅｘがＳＯｘ放出温度Ｔｃ
ａｔ２より高く、かつ、耐熱許容温度Ｔｃａｔ３より低
くなるようにする。特別な空燃比制御を行わなくても元
々空燃比がリッチであるため、第１触媒８からＳＯｘが
放出される。一方、第１触媒８をバイパスした排気は下
流側の第２触媒９で浄化される。When Tex> Tcat3 When the exhaust temperature Tex is higher than the allowable heat-resistant temperature Tcat3, if the condition for releasing the SOx absorbed by the first catalyst 8 is not satisfied, the entire amount of exhaust gas is bypassed. (1) Thermal deterioration of the catalyst 8 is prevented. On the other hand, if the conditions for releasing the SOx absorbed by the first catalyst 8 are satisfied, the exhaust gas bypass amount is controlled to reduce the catalyst temperature Tex to the SOx release temperature Tc.
at2 and lower than the heat-resistant allowable temperature Tcat3. Since the air-fuel ratio is originally rich without performing special air-fuel ratio control, SOx is released from the first catalyst 8. On the other hand, the exhaust gas bypassing the first catalyst 8 is purified by the second catalyst 9 on the downstream side.
【００８８】なお、ＳＯｘの発生量はＮＯｘの発生量に
比べて非常に少なく、ＳＯｘ吸収量が許容量に達するに
は相当の期間がかかるので、理論空燃比運転時のリッチ
化制御を行わなくても、リッチ空燃比運転時にＳＯｘの
放出が行われれば十分な場合もある。したがって、その
ような場合は理論空燃比運転時のリッチ化制御を省略し
てもよく、省略した場合、第１触媒８の被毒解除のため
にの特別な空燃比制御が不要となり、燃費の悪化等を一
層防止できる。Since the amount of generated SOx is very small compared to the amount of generated NOx, it takes a considerable period of time for the amount of absorbed SOx to reach the allowable amount. However, in some cases, it is sufficient if SOx is released during the rich air-fuel ratio operation. Therefore, in such a case, the enrichment control at the time of the stoichiometric air-fuel ratio operation may be omitted. Deterioration can be further prevented.
【００８９】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の適用範囲はこの実施の形態に限定される
ものではなく、本発明は触媒の昇温制御を行う排気浄化
装置であれば広く適用することができるものである。こ
の場合も燃費の悪化、触媒の熱劣化等を招くことなく触
媒温度を上昇させることができる等、上記実施形態同様
の作用効果が得られる。Although the embodiment of the present invention has been described above, the scope of application of the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention is applicable to any exhaust gas purifying apparatus for controlling catalyst temperature rise. It can be widely applied. In this case as well, the same operation and effects as those of the above embodiment can be obtained, for example, the catalyst temperature can be increased without deteriorating the fuel efficiency and thermal deterioration of the catalyst.
【図１】本発明が適用されるエンジン排気浄化装置の概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine exhaust gas purification device to which the present invention is applied.
【図２】コントローラの被毒解除制御に関する部分の構
成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a portion relating to poisoning release control of a controller.
【図３】ＳＯｘ放出条件判断部の制御ルーチンを示した
フローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a control routine of a SOx release condition determination unit.
【図４】リッチ化条件判断部の制御ルーチンを示したフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a control routine of an enrichment condition determination unit.
【図５】目標空燃比設定部における制御ルーチンを示し
たフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a control routine in a target air-fuel ratio setting unit.
【図６】目標当量比を設定する際に参照されるマップで
ある。FIG. 6 is a map referred to when setting a target equivalent ratio.
【図７】Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部における制御ルーチンを
示したフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a control routine in a Ti, TITM calculating unit.
【図８】バイパス弁制御部における制御ルーチンを示し
たフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a control routine in a bypass valve control unit.
【符号の説明】 １ エンジン ３ エアフロメータ ６ コントローラ ８ 第１触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒） ９ 第２触媒（三元触媒） １０ バイパス通路 １１ 第１バイパス弁 １２ 第２バイパス弁 １３ 触媒温度センサ １５ 空燃比センサ[Description of Signs] 1 engine 3 air flow meter 6 controller 8 first catalyst (NOx storage reduction type three-way catalyst) 9 second catalyst (three-way catalyst) 10 bypass passage 11 first bypass valve 12 second bypass valve 13 catalyst temperature Sensor 15 Air-fuel ratio sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｄ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｒ Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA09 BA13 BA15 BA24 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 CA07 DA10 DA19 DA27 DA28 EA11 EB11 FA05 FA07 FA10 FA20 FA26 FA29 FA33 FA36 FA38 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AB03 AB06 BA04 BA08 BA10 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CA12 CA13 CB02 CB03 CB05 DA01 DA02 DA03 DA05 DB06 DB10 DB13 DC01 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA31 EA34 EA39 FA01 FA04 FA06 FA07 FA09 FA11 FA14 FB03 FB10 FB11 FB12 FC04 FC07 FC08 HA03 HA08 HA36 HA39 HB03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (reference) F01N 3/28 301 F01N 3/28 301D F02D 45/00 314 F02D 45/00 314R F-term (reference) 3G084 AA03 AA04 BA09 BA13 BA15 BA24 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 CA07 DA10 DA19 DA27 DA28 EA11 EB11 FA05 FA07 FA10 FA20 FA26 FA29 FA33 FA36 FA38 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AB03 AB06 BA04 BA08 BA10 BA11 BA14 BA15 BA19 BA03 DA03 CB03 DA02 DB06 DB10 DB13 DC01 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA31 EA34 EA39 FA01 FA04 FA06 FA07 FA09 FA11 FA14 FB03 FB10 FB11 FB12 FC04 FC07 FC08 HA03 HA08 HA36 HA39 HB03
Claims (4)
れた排気浄化用触媒と、 前記排気浄化用触媒をバイパスするバイパス通路と、 燃焼室から排出される排気の温度を検出する手段と、 前記排気浄化用触媒への排気の流入を制限する排気制御
弁と、 前記排気浄化用触媒を昇温すべき条件を判断する昇温条
件判断手段と、 前記浄化用触媒を昇温すべき条件が成立した場合に前記
排気制御弁による制限を緩和して前記排気浄化触媒へ流
入する排気量を増加させる手段と、を備えたことを特徴
とするエンジンの排気浄化装置。An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage immediately below an exhaust manifold; a bypass passage bypassing the exhaust purification catalyst; a means for detecting a temperature of exhaust gas discharged from a combustion chamber; An exhaust control valve for restricting the flow of exhaust gas to the purification catalyst; a temperature rising condition determining means for determining a condition for raising the temperature of the exhaust purification catalyst; and a condition for raising the temperature of the purification catalyst is satisfied. Means for reducing the restriction imposed by the exhaust control valve to increase the amount of exhaust flowing into the exhaust purification catalyst in some cases.
燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を有する触
媒であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの
排気浄化装置。2. An exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein said exhaust gas purifying catalyst has a function of absorbing and releasing NOx in accordance with an air-fuel ratio of inflowing exhaust gas. .
放出すべき条件を判断する手段を備え、 前記昇温条件判断手段は吸収されたＳＯｘを放出すべき
条件のときに前記浄化用触媒を昇温すべき条件が成立し
たと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。3. A means for judging a condition for releasing the SOx absorbed by the exhaust gas purification catalyst, wherein the temperature raising condition judging means determines the condition for releasing the absorbed SOx when the condition for releasing the absorbed SOx is satisfied. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein it is determined that a condition for raising the temperature of the engine is satisfied.
下流側の排気通路に第２の排気浄化用触媒を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装
置。4. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein a second exhaust gas purifying catalyst is provided in an exhaust passage downstream of a junction of the exhaust passage and the bypass passage.
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